JP2007331305A - 廃プラスチック高密度減容成形機の排気方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】廃プラスチックを１８０〜２２０℃に加熱して減容後の単体比重が０．９以上の成形品を得ることができる廃プラスチック高密度減容成形機の排気方法及び廃プラスチック高密度減容成形機を提供する。
【解決手段】第１混練部１４、第２混練部１５及び第３混練部１６が順次配置されたシリンダ１内に混練部とその両側に搬送部を備えた回転可能なスクリュ４を配置し、第１混練部１４と第２混練部１５の間に第１混練部１４でフラフに付着した水分が蒸発した水蒸気を排気する第１ベント１１、第２混練部１５と第３混練部１６の間に第２ベント１２、第３混練部１６に次いで第３混練部１６で溶融物から揮発した揮発分を真空ポンプで吸引する第３ベント１３を順次配置した廃プラスチック高密度減容成形機。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃プラスチックを圧縮・混練してペレットを製造する廃プラスチック高密度減容成形機の排気方法及び廃プラスチック高密度減容成形機に関するものである。
容器包装リサイクル法によって自治体より排出される廃プラスチックをコークス原料としてリサイクルする設備において、廃プラスチックは粗破砕・選別・二次破砕によりペレット化に適した成分および形状のフラフとなり、減容成形機により減容されペレットが製造される。減容成形機で発生する排ガスは吸引ファンまたは真空ポンプを使用して抜き取られて集じん機へ送られる（特許文献１参照）。
図２は従来の廃プラスチック高密度減容成形機の概略を示す図である。
高密度減容成形機は、シリンダ１内に混練部２とその両側に搬送部３を備えたスクリュ４が平行に２軸で配置され、高密度減容成形機のフラフ供給口５に供給されたフラフは、スクリュ４の回転により移動しながらヒータによる加熱とフラフの自己の摩擦熱により溶融、混練されてダイス６から押し出される。廃プラスチック減容成形機には大気開放された第１ベント７と減容成形機内で発生した水蒸気や揮発分が真空ポンプにより抜き取られる第２ベント８が設けられている。押し出された混練物は回転刃９により切断されてペレット１０となる。
特開平６−２９３０２１号公報 特開昭５９−２１４６３１号公報
廃プラスチックは真比重が平均１．０程度であるが、従来の減容形成機では減容後のペレット単体比重が０．５〜０．７であったのに対し、高密度減容成形機では原料をヒータによる過熱と自己の摩擦熱により昇温させ、ペレット単体比重が従来のそれより向上し、減容くずが発生しないためハンドリング性が向上し、コークス製骸量、コークス強度を向上することが期待される。
しかしながら、ペレットの比重を上げるために高密度減容成形機のシリンダに二箇所ベントを設けフラフに同伴される空気、水分（廃プラスチックへ付着した水分の蒸気）などの気体を抜き取る場合、廃プラスチックの水分は５〜２０％とバラツキがあり、高水分の廃プラスチックでは水分により混練効率が低下し、安定操業が困難であった。また、二箇所ベントの脱気では第一混練部で水分蒸発と廃プラスチックの混練を行なっており、水分を含んだ状態で廃プラスチックを混練しても、水分へ熱量を奪われたり、水、水蒸気により廃プラスチック同志もしくは廃プラスチックとスクリュとの接触が悪くなったりして摩擦熱の熱量低下により、廃プラスチックを所定の温度まで上昇させることができなかった。
そこで、本発明は、高水分の廃プラスチックにおいても、廃プラスチック高密度減容成形機で廃プラスチックを１８０〜２２０℃に加熱して減容後の単体比重が０．９以上の成形品を得ることができる廃プラスチック高密度減容成形機の排気方法及び廃プラスチック高密度減容成形機を提供するものである。
本発明は、シリンダ内に混練部とその両側に搬送部を備えたスクリュを回転させてバインダーを含むフラフを搬送させながら混練用ディスクが配置された第１混練部、第２混練部及び第３混練部でフラフを混練、溶融し、溶融物を押し出してペレットを製造する廃プラスチック高密度減容成形機の排気方法において、第１混練部でフラフに付着した水分を蒸発させ、次いで第２混練部及び第３混練部で順次混練することを特徴とする。前記第２混練部においてバインダー溶融温度以上で混練して第２ベントから排気し、さらに、第３混練部で溶融物から揮発した揮発分を真空ポンプで吸引する。
また、本発明の廃プラスチック高密度減容成形機は、第１混練部、第２混練部及び第３混練部が順次配置されたシリンダ内に混練部とその両側に搬送部を備えた回転可能なスクリュを配置し、第１混練部と第２混練部の間に第１混練部でフラフに付着した水分が蒸発した水蒸気を排気する第１ベント、第２混練部と第３混練部の間に第２ベント、第３混練部に次いで第３混練部で溶融物から揮発した揮発分を真空ポンプで吸引する第３ベントを順次配置したことを特徴とする。
本発明は、第１ベントを設けて廃プラスチックに付着した水分の蒸気発生のための混練して蒸気抜きとすることにより、第２混練部の効率が向上し、廃プラスチックを１８０〜２２０℃で加熱させ、廃プラスチックの溶融率を高め、さらに発生する蒸気を混練の途中で抜き取り、真空引きで溶融プラスチック内部の気体も取り出すことにより溶融物内の空洞をなくすことができ、密度が０．９ｔ／ｍ３以上の成形品を得ることが可能となる。
本発明は、蒸気が発生する第１の混練部で早期に蒸気を抜くことにより、２０％を超える高水分の廃プラスチックでも成形が可能となり、また、後段のベントからの固形プラスチックの噴出を防止することができ、安定運転が可能となる。
図１は本発明の脱気方法に使用する高密度減容成形機の概略図である。
従来の高密度減容成形機と同様に、シリンダ１には、廃プラスチックの混練部となる混練用ディスク２とその両側に廃プラスチックを搬送する搬送用スクリュ３を備えたスクリュ４が平行に２軸で配置される。
シリンダ１には、フラフをシリンダ内に供給するフラフ供給口５、第１ベント１１、第２ベント１２、第３ベント１３が搬送方向に順次配置される。
混練用ディスク２領域の混練部は、第１混練部１４、第２混練部１５、第３混練部１６が配置され、第１ベント１１は第１混練部１４と第２混練部１５の間、第２ベント１２は第２混練部１５と第３混練部１６の間、第３ベント１３は第３混練部１６とノズル６の間に配置される。第１ベント１１と第２ベント１２は大気に開放されて排気され、第３ベント１３は真空ポンプの真空引きにより排気される。
シリンダ２の端部には混練された廃プラスチックが押し出されるダイス６が設けられ、ダイス６の出口に混練物を切断する回転刃９が配置される。
高密度減容成形機のフラフ供給口５からバインダーとなるポリエチレン、ポリプロピレンあるいはポリスチレンを含むフラフがシリンダ１内に供給され、スクリュ４の回転により移動しながらヒータによる加熱とフラフの自己の摩擦熱により溶融、混練されてダイス６からところてん式に押し出される。押し出された混練物は、回転刃９により所定の長さに切断されてペレット１０となって落下する。フラフに同伴される空気、付着した水分の蒸発により発生した水蒸気、溶融物から発生する揮発分などの気体は、第１ベント１１、第２ベント１２及び第３ベント１３から排気される。
次に、高密度減容成形機内の気体の排気について、図３に示す温度パターンを参照して説明する。
本発明では、高密度減容成形機内の気体を第１ベント１１、第２ベント１２及び第３ベント１３により３段階で排気する。
高密度減容成形機にフラフ供給口５から供給されたフラフは、まず、第１混練部１４では混練用ディスク２で混練されながら１００〜１４０℃に加熱されてフラフに付着した水分が蒸発し、発生した水蒸気は大気開放された第１ベント１１から排気される。
次ぎに、第２混練部１５では、第１ベント１１から第１混練部１４でフラフに付着した水分が蒸発して排気されるので、水蒸気の発生は少なく、温度が第１混練部の１００〜１４０℃からバインダーの溶融温度以上の１６０〜１８０℃に上昇して混練されながら第２ベント１２から大気に排気される。
さらに、廃プラスチックの溶融が進行する第３混練部１６では、第２混練部１５の１６０〜１８０℃から１８０〜２２０℃の範囲に昇温し、第３ベント１３から真空ポンプで溶融物内部に存在する気体を積極的に吸引して溶融物からの脱気を行う。１００Ｔｏｒｒ程度で真空引きをすることにより、ペレット内の空洞をなくして密度が０．９ｔ／ｍ３以上のペレットの製造が可能となる。
図３において、一点鎖線は、フラフに付着する水分からの水蒸気を排気する本発明の第１ベントを備えずに、第２ベント、第３ベントを備えた２ベント式の温度パターンを示し、第２ベントの領域では、蒸気が発生して蒸気が混在し温度の上昇速度が遅いため、原料の温度上昇が阻止され、バインダーの溶融温度に達せず、第２ベントより固形廃プラスチックが噴出し、配管の閉塞が起こり、連続運転が不可能となった。
本発明では、第１ベントを設ける３ベント式とすることにより、第１ベントから蒸気が抜け、第２ベントまでの温度上昇が改善され、固形廃プラスチックの噴出を防止することができる。
本発明の脱気方法に使用する高密度減容成形機の概略図である。 従来の高密度減容成形機の概略図である。 高密度減容成形機内の温度パターンを示すグラフである。
符号の説明
１：シリンダ ２：混練用ディスク
３：搬送用スクリュ ４：スクリュ
５：フラフ供給口 ６：ダイス
７：第１ベント ８：第２ベント
９：回転刃 １０：ペレット
１１：第１ベント １２：第２ベント
１３：第３ベント １４：第１混練部
１５：第２混練部 １６：第３混練部

Claims (2)

  1. シリンダ内に混練部とその両側に搬送部を備えたスクリュを回転させてバインダーを含むフラフを搬送させながら混練用ディスクが配置された第１混練部、第２混練部及び第３混練部でフラフを混練、溶融し、溶融物を押し出してペレットを製造する廃プラスチック高密度減容成形機の排気方法において、第１混練部でフラフに付着した水分を蒸発させ、次いで第２混練部及び第３混練部で順次混練することを特徴とする廃プラスチック高密度減容成形機の排気方法。
  2. 第１混練部、第２混練部及び第３混練部が順次配置されたシリンダ内に混練部とその両側に搬送部を備えた回転可能なスクリュを配置し、第１混練部と第２混練部の間に第１混練部でフラフに付着した水分が蒸発した水蒸気を排気する第１ベント、
    第２混練部と第３混練部の間に第２ベント、
    第３混練部に次いで第３混練部で溶融物から揮発した揮発分を真空ポンプで吸引する第３ベントを順次配置したことを特徴とする廃プラスチック高密度減容成形機。
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